大氣透射儀MITRAS故障樹的初步建立

王晶紅

摘 要：大氣透射儀MITRAS 是測量跑道視程（RVR）的氣象探測設(shè)備，保證MITRAS可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，是保障飛行安全的重要因素。文章對MITRAS的常見故障進(jìn)行了分析，并建立MITRAS故障樹，以指導(dǎo)機(jī)務(wù)員進(jìn)行故障分析及定位。

關(guān)鍵詞：氣象自動(dòng)觀測系統(tǒng)；大氣透射儀；MITRAS；故障樹分析

引言

目前，我國民用航空機(jī)場均有不同種類的氣象探測設(shè)備，給預(yù)報(bào)員、管制員及飛行人員等提供數(shù)據(jù)依據(jù)。跑道視程是機(jī)場重要的一個(gè)氣象要素，飛行安全需要準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取跑道視程數(shù)據(jù)。VAISALA自動(dòng)氣象觀測系統(tǒng)中，用來測量跑道視程的設(shè)備為大氣透射儀，很多機(jī)場配備的為型號(hào)MITRAS的大氣透射儀。因此，保證大氣透射儀MITRAS可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，是保障飛行安全的重要因素。大氣透射儀是集光學(xué)、電子、機(jī)械為一體的精密儀器，大氣透射儀一旦出現(xiàn)故障，自動(dòng)氣象觀測設(shè)備維護(hù)機(jī)務(wù)員通常是采用查詢技術(shù)手冊及依靠經(jīng)驗(yàn)的方式進(jìn)行分析處理。并且，機(jī)務(wù)員必須盡快解決故障，以保障飛行安全。因此，需要分析與總結(jié)設(shè)備故障現(xiàn)象及造成故障的各種原因、因素以指導(dǎo)機(jī)務(wù)員迅速、準(zhǔn)確的進(jìn)行故障定位。故障樹分析是通過對可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境、人為因素進(jìn)行分析，畫出故障樹，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合方式和（或）其發(fā)生概率的一種分析技術(shù)，其目的是幫助判明潛在的故障或計(jì)算產(chǎn)品發(fā)生故障的概率，以便采取相應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)措施，或指導(dǎo)故障診斷、改進(jìn)運(yùn)行和維修方案。文章采用故障樹分析與建立的方法對大氣透射儀MITRAS進(jìn)行故障原因的分析、總結(jié)，為機(jī)務(wù)員故障診斷與定位提供依據(jù)與方法。

1 大氣透射儀MITRAS

1.1 跑道視程的定義

跑道視程（RUNWAY VISUAL RANGE），簡稱RVR，是指在跑道中線上，航空器上的飛行員能看到跑道面上的標(biāo)志或跑道邊界燈或中線燈的距離。跑道視程是根據(jù)氣象光學(xué)距離、跑道背景光強(qiáng)度和跑道燈光強(qiáng)度算出的數(shù)值。其中，氣象光學(xué)距離（METEROLOGICAL OPTICAL RANGE），簡稱MOR，是指一束2700K的白熾平軸光在大氣中傳播，衰減至其初始值的5%時(shí)，所經(jīng)過的距離。

1.2 大氣透射儀MITRAS原理簡介

大氣透射儀MITRAS由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，發(fā)射機(jī)的光束對準(zhǔn)接收機(jī)鏡頭中心，由發(fā)射機(jī)發(fā)出光束，經(jīng)過大氣衰減，被接收機(jī)接收到并測量光強(qiáng)，接收機(jī)處理器在發(fā)射機(jī)處理器的控制下，完成初始測量和數(shù)據(jù)的內(nèi)部交換操作，計(jì)算出MOR值。測量到的MOR數(shù)據(jù)受主機(jī)時(shí)序控制，定時(shí)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，并在主機(jī)上通過跑道背景光強(qiáng)度和跑道燈光強(qiáng)度算出RVR值。圖1即大氣透射儀MITRAS。

1.3 大氣透射儀MITRAS結(jié)構(gòu)組成

大氣透射儀由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，單基線透射儀包括一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)，雙基線透射儀包括一個(gè)發(fā)射機(jī)和兩個(gè)接收機(jī)，文章以單基線大氣透射儀為例進(jìn)行分析。發(fā)射機(jī)主要包括：閃光控制單元LPF11、光強(qiáng)檢測單元LPI11、污染檢測單元LPD11、加熱控制單元LPH11、處理器板LPC11、電源供給單元LPP11、MODEM板、過壓保護(hù)單元LPT11。接收機(jī)主要包括：光強(qiáng)檢測單元LPI11、污染檢測單元LPD11、加熱控制單元LPH11、處理器板LPC11、電源供給單元LPP11、過壓保護(hù)單元LPT11。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)具體原理框圖分別如圖2、圖3所示。

1.4 大氣透射儀MITRAS常見故障

大氣透射儀MITRAS常見故障模式為：一個(gè)RVR值丟失、全部RVR值丟失、RVR值明顯偏低。

三種故障模式，對應(yīng)的故障部位及原因各個(gè)不同，以下將建造故障樹進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 大氣透射儀MITRAS故障樹的建立

2.1 基本概念及符號(hào)

故障樹指用來表明產(chǎn)品哪些組成部分的故障或外界事件或它們的組合將導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生一種給定故障的邏輯圖。故障樹中常用事件的符號(hào)見表1。

故障樹中常用的邏輯門是邏輯“與門”和邏輯“或門”，其他邏輯門在某種程度上都可以簡化為邏輯“與門”和邏輯“或門”。符號(hào)如表2所示。

2.2 建樹步驟

建樹工作需要對整個(gè)系統(tǒng)及各個(gè)組成部分有透徹的了解，然后逐步深入、逐級分析。

（1）廣泛收集并分析系統(tǒng)及其故障的有關(guān)資料及信息；（2）選擇頂事件；（3）建造故障樹。

對于復(fù)雜系統(tǒng)，建樹時(shí)按系統(tǒng)逐級展開。

2.3 大氣透射儀MITRAS的故障樹

以上各節(jié)已對大氣透射儀MITRAS的原理及結(jié)構(gòu)框圖做了詳細(xì)介紹，并確定其常見故障為：一個(gè)RVR值丟失、全部RVR值丟失、RVR值明顯偏低。

可將以上三種故障模式作為頂事件，逐級分析如下。

以一個(gè)RVR丟失為頂事件的故障樹如圖5所示。

以全部RVR丟失為頂事件的故障樹如圖6所示。

以RVR值明顯偏低為頂事件的故障樹如圖7所示。

3 結(jié)束語

文章根據(jù)大氣透射儀MITRAS的日常維護(hù)與故障處理中常見的問題進(jìn)行分析，建立了MITRAS的故障樹，對機(jī)務(wù)員及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行故障診斷及定位提供思路。同時(shí)，還能使技術(shù)人員對設(shè)備有更深入地了解，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及維修的知識(shí)更加系統(tǒng)化。但是，文章只是進(jìn)行了初步分析，對MITRAS的故障樹建立還比較簡單，仍存在不足之處，還須深入研究，以建立更完整、更準(zhǔn)確的故障樹并定量、定性分析，從而更準(zhǔn)確地對機(jī)務(wù)員排故提供指導(dǎo)并改進(jìn)維修方案等。

參考文獻(xiàn)

[1]楊為民.可靠性維修性保障性總論[M].國防工業(yè)出版社.